水平管高效沉淀技術在污水一級A達標處理的應用

唐劍飛 方素梅

摘要：本文介紹了東營市某污水處理廠深度處理工藝的概況、采用的工藝及運行效果。希望能夠為今后新建污水處理工程或者污水提標改造的工藝選擇提供有價值的參考。

關鍵詞：水平管高效沉淀池；深度處理；化學除磷

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0101-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.059

Application of horizontal precipitation efficient precipitation technology in sewage level A standard treatment

Tang Jianfei ， Fang Sumei

（Zhuhai Jiutong Water Co.， Ltd. Zhuhai Guangdong 519000，China）

Abstract： This paper introduces the general situation， process and operation effect of the advanced treatment technology of a sewage treatment plant in Dongying. It is hoped that it can provide valuable reference for the selection of new sewage treatment works or upgrading of sewage treatment processes in the future.

Key words： Horizontal tube high efficiency sedimentation tank；Advanced treatment；Chemical phosphorus removal

隨著社會經濟的快速發展，國家和各地方對污水處理廠的排放標準要求日趨嚴格。大多污水廠所面臨的問題主要是出水中磷的含量很難穩定達標，二沉池出水的TP一般很難達到0.5mg/L以下，因此需要考慮增加深度處理系統以保證出水水質。東營市某污水處理廠深度處理系統中采用了水平管高效沉淀工藝作為核心工藝，很好地解決了出水總磷難達標的問題[1]。

1 工程背景

東營市某污水處理廠，近期（2015年）設計規模為4.0萬m3/d，處理工藝為“預處理+A2O+深度處理+次氯酸鈉消毒”，深度處理采用了“水平管高效沉淀池+V型濾池”的工藝，出水要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。

2 進出水水質

東營市某城區為居民區，污水處理廠進水以生活污水為主。

試運行后，二沉池出水水質中NH3-N和TN 含量達標，SS≤20mg/L，TP≤1.5mg/L，尚未達到一級A標準的要求，需采用深度處理單元解決SS和TP超標問題。

3 工藝選擇

一般經生化處理后的出水SS含量較低，溶解性磷凝聚的絮凝物較細小，不易沉降，普通沉淀工藝難以有效沉淀去除。因此，一般較多采用高密度沉淀池和水平管高效沉淀池。

3.1 高密度沉淀池

高密度沉淀池采用的是斜管工藝，通過對前端絮凝技術進行加強從而增強沉淀效果。因此，污水深度處理系統采用高密度沉淀池沉淀效率較低，運行成本較高，且易受到進水水量和水質的干擾，無法連續穩定運行，影響污水穩定達標排放[2]。

3.2 水平管高效沉淀池

水平管高效沉淀池則采用了新型高效水平沉淀分離技術，其應用的是淺層沉淀理論，是當前固液重力分離工藝的一種新型、實用高效沉淀技術。水平管沉淀技術工作原理：水平管沉淀分離裝置由多層水平放置的菱形沉淀管（以下簡稱“沉淀管”）和與水平面成60°滑泥斜道組成，將豎直的過水斷面分割成沉降距離相等的沉淀管和滑泥斜道，細分了沉淀和排泥功能。混合絮凝后的原水水平流過沉淀管時，水中顆粒物或絮體垂直沉淀，接觸到沉淀管底部后下滑，及時通過排泥狹縫進入滑泥道，脫離水流隨之進入沉淀池底部的污泥區，水走水道，泥走泥道，這樣能縮短懸浮物的沉降距離，從構造上解決了沉淀管水平放置排泥困難的重大難題。

水平管高效沉淀技術的優勢在于：沉淀效率高，穩定性好，抗沖擊負荷強，運行成本低，安裝維護便捷，且水平管沉淀裝置可采取并聯或串聯的形式組裝，降低了沉淀池的深度，節省基建投資，減少了占地面積。

3.3 工藝分析確定

綜上所述，水平管高效沉淀池應用在東營某水廠較高密度沉淀池具有以下優勢：

（1）菱形管束間設置兩端封閉的獨立滑泥道，形成靜水區，使水平放置的菱形管中沉淀的泥及時與水流分離，水走水道，泥走泥道，杜絕如高密度沉淀池中的斜管沉淀后的污泥下滑時與水流共用同一流道，而導致跑礬及堵塞現象發生。（2）處理二級生化的出水時，水中SS含量較低，溶解性磷凝聚的絮凝物較細小，不易沉降，運用高密度沉淀工藝沉淀效果差，但運用水平管高效沉淀工藝，絮體僅需較短距離便能沉降到菱形管壁，下滑至獨立的排泥道，完全與水流隔離，避免跟隨水流進入后續工藝，因此，可保證出水水質穩定達標排放。（3）高密度沉淀工藝需全年投加PAM，但水平管高效沉淀池一般情況下無需投加PAM，減小對后續過濾工藝的影響。因此，東營市某污水處理廠采用了水平管高效沉淀池，并通過實驗確定了最佳混凝藥劑以及最佳的投藥量，降低后續構筑物的負荷，保證了出水穩定達標排放。詳細工藝流程如下：二沉池——提升泵——管式靜態混合器——高效絮核塔——網格絮凝池——水平管沉淀——V型濾池。

4 主要工藝設計說明及參數

4.1 高效絮核塔

在SS含量低、溶解性磷凝聚的絮凝物較細小的情況下，為了提高絮凝效果，特增加高效絮核塔的工藝，增強絮體密實度便于后續沉淀。

高效絮核塔的反應區呈圓錐狀，圓錐面積逐漸增大，過水面積逐漸增加，水流流速由大到小連續變速，速度梯度逐步降低，G值連續遞減，整個絮核過程變化規律更接近理想絮凝池的狀態。同時，為了更好地提高混凝、絮凝反應效果，絮核裝置的反應區內部填充填料，將水流分割成無數股細小的水流，增大了水與藥劑接觸反應的面積，實現了均勻的水力攪拌作用，滿足了適當的紊流強度。因此，高效絮核塔能使原水中較少的絮凝物充分與藥劑反應并能相互碰撞，增強絮體密實度，提高絮凝效果[3]。東營市某污水處理廠采用兩座高效絮核塔，每座設計水量為20000m?/d，尺寸為：φ2000×φ1100×5300mm。

4.2 網格絮凝池

東營市某污水處理廠絮凝反應池采用了網格絮凝池，設計了網格絮凝裝置，孔眼尺寸依次為50mm、80mm、100mm，可有效地提高絮凝效果。絮凝反應池共設置4組，每組網格絮凝池總尺寸為：L×B×H=7.575×5800×5700mm，每組設計豎井24格，絮凝反應時間為17 min。

4.3 水平管高效沉淀池

東營市某污水處理廠沉淀工藝運用水平管高效沉淀工藝，溶解性磷凝聚的絮凝物僅需較短距離便能沉降到菱形管壁，下滑至獨立的排泥道，完全與水流隔離，避免跟隨水流進入后續工藝，沉淀效率高，可減輕后續工藝的負荷。水平管高效沉淀池共設計為2組，每組分2格，單格設計水量為10000m?/d，單格水平管高效沉淀池設計尺寸設計為：L×B×H=7225×2000×2000mm。

5 運行效果

東營市某污水處理廠在具備進水調試條件的情況下，進行系統調試。成功調試后，針對正常穩定運行的水平管高效沉淀池進行3個月跟蹤記錄，結果如下所示：

（1）自2016年6月6日-2016年8月31日時間段內，水平管高效沉淀池進水流量最大值48318m3/d，最小值13784m3/d，平均值為33681m3/d。

（2）在二沉池出水SS≤20mg/L，TP≤1.5mg/L情況下，水平管高效沉淀池出水SS保持在10mg/L以下（包含10mg/L，見圖2）沉淀池出水TP保持在0.5mg/L以下（包含0.5mg/L，見圖3），達到一級A排放標準，可超越濾池進行排放。

（3）運行期間，水平管高效沉淀池單池滿負荷情況下，運行藥耗如下：當水平管高效沉淀池進水TP≥1時，PAC投藥量約為40mg/L，當水平管高效沉淀池進水TP<1時，PAC投藥量約為30mg/L，在此期間，均無需投加PAM。

6 結語

東營市某污水處理廠采用水平管高效沉淀池作為深度處理的核心工藝，經過實際運行，水平管高效沉淀技術應用于深度處理流程中，較其他高效沉淀工藝更加有利于優化污水處理廠處理效果，系統中機械設備少，且藥劑無需投加PAM，運行費用低[4]，保證出水穩定達到一級A標準排放，可根據已成功運行的案例選擇超越濾池排放或者直接取消濾池運行。

參考文獻

[1]吳悅穎，王洪臣，孫娟，張文靜.我國城鎮污水處理設施脫氮除磷能力現狀分析及對策建議[J].給水排水，2014（s1） ：118-122.

[2] 尤作亮，蔣展鵬，師紹琪，祝萬鵬.回流污泥強化城市生活污水一級處理的研究[J].給水排水，1999（04）：15-17.

[3]尤作亮，蔣展鵬，祝萬鵬，師紹琪.城市污水強化一級處理的研究進展[J].中國給水排水，1998（05）：30-33.

[4] 湯紅妍，李國芝，李銘，魏學鋒.化學混凝法強化城市污水一級處理的研究[J].安全與環境工程，2008（02）：64-68.

收稿日期：2018-05-14

作者簡介：唐劍飛（1988-），女，本科，助理工程師，研究方向為給排水處理。